之前写有文章介绍了在Linux系统用wireshark或tcpdump抓无线网卡数据包。分析包时发现每一数据帧前面都有一个叫radiotap的东西。它包含了如信号强度、频率等信息。当时没有研究，直接跳过。本文就对此介绍补充。首先介绍radiotap，然后利用radiotap解析库对一段radiotap数据进行解析，获取其中的信息。
介绍
radiotap比传统的Prism或AVS头部更有灵活性，成为是ieee802.11事实上的标准。支持radiotap的系统较多，如Linux、FreeBSD、NetBSD、OpenBSD，还有Windows(需使用AirPcap)。它的头部定义如下：
struct ieee80211_radiotap_header {
u_int8_t it_version; /* set to 0 */
u_int8_t it_pad;
u_int16_t it_len; /* entire length */
u_int32_t it_present; /* fields present */
} __attribute__((__packed__));
其中第一个字段it_version表示版本号，当前为0。
第二个字段it_pad没有使用，仅仅是为了结构体对齐。
第三个字段it_present表示长度，包括了radiotap头部和数据两部分。此设计的好处在于，如果不需要了解radiotap，则可以跳过直接到ieee802.11头部。——半个月前写抓包程序时，还不了解radio，就是直接跳过的。
第四个字段it_present表示radiotap数据的位掩码。radiotap的数据紧跟其头部。当其中的位掩码为true时，表示有对应的数据，可以认为每一比特表示一种类型。比如bit5为1表示有通道数据，则可以获取到信号强度。反之就是没有对应的数据。因此radiotap的长度其实是不固定的。bit31为1表示还有多个it_present。不过目前笔者还没有碰到此情况，没有深入了解。
radiotap的每个类型都是有严格的顺序的。另外，radiotap数据的字序是小端格式(little endian byte-order)——包括头部的it_len和it_present。
目前应用比较广的解析库是radiotap-library——在horst软件和Linux内核中都使用到。关于每个类型的解释，可以参考radiotap.h文件的ieee80211_radiotap_type注释。
下面看一下wireshark抓到的包的radiotap头部数据：
由图可见，radiotap包括的东西挺多的。
解析
radiotap解析库使用十分简单，先对此有个基本面的认知概念：
1、首先
完整代码如下：
/**
radiotap头部解析
使用radiotap库，源码地址：
https://github.com/radiotap/radiotap-library
*/
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <endian.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include "radiotap_iter.h"
// 根据wireshark抓包抽取的radiotap头部数据
char radiotap_buf[][18] = {
{0x00, 0x00, 0x12, 0x00, 0x2e, 0x48,
0x00, 0x00, 0x00, 0x02, 0x85, 0x09,
0xc0, 0x00, 0xc9, 0x00, 0x00, 0x00},
{0x00, 0x00, 0x12, 0x00, 0x2e, 0x48,
0x00, 0x00, 0x00, 0x02, 0x85, 0x09,
0xa0, 0x00, 0xa8, 0x00, 0x00, 0x00},
};
static void print_radiotap_namespace(struct ieee80211_radiotap_iterator *iter)
{
char signal = 0;
uint32_t phy_freq = 0;
switch (iter->this_arg_index)
{
case IEEE80211_RADIOTAP_TSFT:
printf(" TSFT: %llu
", le64toh(*(unsigned long long *)iter->this_arg));
break;
case IEEE80211_RADIOTAP_FLAGS:
printf(" flags: %02x
", *iter->this_arg);
break;
// 速率？
case IEEE80211_RADIOTAP_RATE:
printf(" rate: %.2f Mbit/s
", (double)*iter->this_arg/2);
break;
#define IEEE80211_CHAN_A
(IEEE80211_CHAN_5GHZ | IEEE80211_CHAN_OFDM)
#define IEEE80211_CHAN_G
(IEEE80211_CHAN_2GHZ | IEEE80211_CHAN_OFDM)
// 通信信息
case IEEE80211_RADIOTAP_CHANNEL:
phy_freq = le16toh(*(uint16_t*)iter->this_arg); // 信道
iter->this_arg = iter->this_arg + 2; // 通道信息如2G、5G，等
int x = le16toh(*(uint16_t*)iter->this_arg);
printf(" freq: %d type: ", phy_freq);
if ((x & IEEE80211_CHAN_A) == IEEE80211_CHAN_A)
{
printf("A
");
}
else if ((x & IEEE80211_CHAN_G) == IEEE80211_CHAN_G)
{
printf("G
");
}
else if ((x & IEEE80211_CHAN_2GHZ) == IEEE80211_CHAN_2GHZ)
{
printf("B
");
}
break;
// 信号强度
case IEEE80211_RADIOTAP_DBM_ANTSIGNAL:
signal = *(signed char*)iter->this_arg;
printf(" signal: %d dBm
", signal);
break;
break;
// 接收标志
case IEEE80211_RADIOTAP_RX_FLAGS:
printf(" RX flags: %#.4x
", le16toh(*(uint16_t *)iter->this_arg));
break;
case IEEE80211_RADIOTAP_ANTENNA:
printf(" antenna: %x
", *iter->this_arg);
break;
// 忽略下面的
case IEEE80211_RADIOTAP_RTS_RETRIES:
case IEEE80211_RADIOTAP_DATA_RETRIES:
case IEEE80211_RADIOTAP_FHSS:
case IEEE80211_RADIOTAP_DBM_ANTNOISE:
case IEEE80211_RADIOTAP_LOCK_QUALITY:
case IEEE80211_RADIOTAP_TX_ATTENUATION:
case IEEE80211_RADIOTAP_DB_TX_ATTENUATION:
case IEEE80211_RADIOTAP_DBM_TX_POWER:
case IEEE80211_RADIOTAP_DB_ANTSIGNAL:
case IEEE80211_RADIOTAP_DB_ANTNOISE:
case IEEE80211_RADIOTAP_TX_FLAGS:
break;
default:
printf(" BOGUS DATA
");
break;
}
}
int main(void)
{
struct ieee80211_radiotap_iterator iter;
int err;
int i, j;
for (i = 0; i < sizeof(radiotap_buf)/sizeof(radiotap_buf[0]); i++)
{
printf("parsing [%d]
", i);
// 初始化
err = ieee80211_radiotap_iterator_init(&iter,
(struct ieee80211_radiotap_header *)radiotap_buf[i], sizeof(radiotap_buf[i]), NULL);
if (err)
{
printf("not valid radiotap...
");
return -1;
}
j = 0;
/**
遍历时，this_arg_index表示当前索引(如IEEE80211_RADIOTAP_TSFT等)，
this_arg表示当前索引的值，this_arg_size表示值的大小。
只有flag为true时才会进一步解析。
*/
while (!(err = ieee80211_radiotap_iterator_next(&iter)))
{
printf("next[%d]: index: %d size: %d
",
j, iter.this_arg_index, iter.this_arg_size);
if (iter.is_radiotap_ns) // 表示是radiotap的命名空间
{
print_radiotap_namespace(&iter);
}
j++;
}
printf("==================================
");
}
return 0;
}
执行结果：
parsing [0]
next[0]: index: 1 size: 1
flags: 00
next[1]: index: 2 size: 1
rate: 1.00 Mbit/s
next[2]: index: 3 size: 4
freq: 2437 type: G
next[3]: index: 5 size: 1
signal: -55 dBm
next[4]: index: 11 size: 1
antenna: 0
next[5]: index: 14 size: 2
RX flags: 0000
==================================
parsing [1]
next[0]: index: 1 size: 1
flags: 00
next[1]: index: 2 size: 1
rate: 1.00 Mbit/s
next[2]: index: 3 size: 4
freq: 2437 type: B
next[3]: index: 5 size: 1
signal: -88 dBm
next[4]: index: 11 size: 1
antenna: 0
next[5]: index: 14 size: 2
RX flags: 0000
==================================
参考资料：
https://github.com/radiotap/radiotap-library
李迟 2016.11.16 周三 晚